美國科學家開發出一種新技術，首次成功地將複合半導體(ti) 納米線整合在矽晶圓上，攻克了用這種半導體(ti) 製造太陽能電池會(hui) 遇到的晶格錯位這一關(guan) 鍵挑戰。他們(men) 表示，這些細小的納米線有望帶來優(you) 質高效且廉價(jia) 的太陽能電池和其他電子設備。相關(guan) 研究發表在《納米快報》雜誌上。

   　 III—V族化合物半導體(ti) 指元素周期表中的III族與(yu) V族元素結合生成的化合物半導體(ti) ，主要包括镓化砷、磷化銦和氮化镓等，其電子移動率遠大於(yu) 矽的電子移動率，因而在高速數字集成電路上的應用比矽半導體(ti) 優(you) 越，有望用於(yu) 研製將光變成電或相反的設備，比如高端太陽能電池或激光器等。然而，它們(men) 無法與(yu) 太陽能電池最常見的基座矽無縫整合在一起，因此，限製了它們(men) 的應用。

    　每種晶體(ti) 材料都有特定的原子間距——晶格常數（點陣常數），III—V族半導體(ti) 在製造太陽能電池的過程中遭遇的最大挑戰一直是，這種半導體(ti) 沒有同矽一樣的晶格常數，它們(men) 無法整齊地疊層堆積在一起。該研究的領導者、伊利諾伊大學電子和計算機工程教授李秀玲（音譯）解釋道，當晶體(ti) 點陣排列不整齊時，材料之間會(hui) 出現錯位。此前，科學家們(men) 一般將III—V族半導體(ti) 沉積在一個(ge) 覆蓋有一層薄膜的矽晶圓上方，但晶格失配會(hui) 產(chan) 生壓力從(cong) 而導致瑕疵，降低所得到設備的性能。

    　而在最新研究中，科學家們(men) 摒棄了薄膜，讓一個(ge) 細小的、排列緊湊的III—V族化合物半導體(ti) 組成的納米線陣列垂直在矽晶圓上生長。李秀玲表示：“這種納米線幾何圖形通過使失配應變能真正通過側(ce) 壁消失，從(cong) 而更好地擺脫了晶格匹配的限製。”

    　科學家們(men) 發現了讓不同銦、砷、镓組成的III—V族半導體(ti) 生長所需要的不同環境。最新方法的優(you) 勢在於(yu) ，他們(men) 可以使用普通的生長技術而不需要特殊的方法讓納米線在矽晶圓上生長，也不需要使用金屬催化劑。

    　這種納米線的幾何形狀能通過提供更高的光吸收效率和載荷子收集效率來增強太陽能電池的性能，其也比薄膜方法用到的材料更少，因此降低了成本。

    　李秀玲相信，這種納米線方法也能廣泛地用於(yu) 其他半導體(ti) 上，使得其他因晶格失配而受阻的應用成為(wei) 可能。其團隊很快將展示優(you) 質高效的、基於(yu) 納米線的多結點串聯太陽能電池。